【正文】 維機(jī)械、薄膜金屬化和雙極性工藝于一身，可提供與所 施 壓力成 正比、精確的高電平模擬輸出信號。 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 第 3 章 系統(tǒng)硬件 設(shè)計(jì) 體檢箱采用 STM32為核 心控制模塊，該核心模塊包括 STM32小系統(tǒng)，液晶屏觸摸電路， SD卡儲存電路，按鍵電路等常用的面向用戶的模塊。各模塊受 STM32控制獨(dú)立工作，互不影響。系統(tǒng)框圖如下 （圖 31所示） ： 圖 31 系統(tǒng)框圖 身高模塊設(shè)計(jì) 身高模塊采用超聲波回波法測量身高。 超聲發(fā)射采用換能器 TCT402T，由 STM32發(fā)生 40kHz的方波。 超聲波接收部分是將反射波接收到超聲波換能器 TCT402S，再進(jìn)行轉(zhuǎn)換變成電信號，并對此電信號進(jìn)行放大、濾波、整型等處理，這里使用了索尼公司生產(chǎn)的集成芯片 CX20206處理回波信號，得到一個(gè)負(fù)脈沖送給 STM32外部中斷引腳，以產(chǎn)生一個(gè)中斷。 體重模塊設(shè)計(jì) 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 體重模塊采用四個(gè)電阻應(yīng)變片組成全橋臂電路，人體壓力若壓在電阻應(yīng)變片上則會(huì)使其產(chǎn)生形變，再加上電源，根據(jù)在之上的壓力大小會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電壓，再經(jīng)過放大濾波處理即可獲 得體重壓力信號。橋路輸出經(jīng)過差模放大之后再經(jīng)過電壓跟隨得出輸出結(jié)果，送到 STM32模塊。體溫測量采用 AD590傳感器。當(dāng)溫度為零度時(shí)，即熱力學(xué)溫度為 AD590的電流為 ，在10K電阻上產(chǎn)生電壓為 。如公式 31。而皮膚、肌肉、骨骼 和靜脈血等其他組織對光的吸收是恒定不變的，稱為直流量（ DC）。由于光路徑長度等變化屬于未知量，所以采用兩束不同波長的光作為入射光分別照射被測區(qū)域，即雙光束法。 為了減少組織對測量精度的影響，選擇光波波長時(shí)，要求氧合血紅蛋白 HbO2和原血紅蛋白 Hb對該波長的吸光系數(shù)要大于非血液組織對它的吸光系數(shù)，但不要太大使透過部分難于檢測。 本裝置采用兩路發(fā)光管交替發(fā)光采集脈波信號，使用硅光電池接受信號。 肺活量模塊設(shè)計(jì) 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 人體 呼出的氣流通過載流裝置形成差壓，接入 MPX5010DP產(chǎn)生電壓信號，將電壓信號進(jìn)行放大（ 10倍左右）和 ~8Hz的帶通濾波處理，即可獲得與瞬時(shí)流量相對的電壓，送到 STM32進(jìn)行采樣好，再在程序里對流速進(jìn)行積分即可獲得肺活量值。利用 STM32控制電機(jī)打氣 ，再控制泄氣閥將袖袋內(nèi)的氣體逐漸放掉，用壓力傳感器檢出袖帶內(nèi)的壓力和微弱的脈搏振蕩信號，再經(jīng)過放大電路放大，送人 A/D轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過 STM32處理得到收縮壓和舒張壓 。 MPX5050GP是 Motorala公司生產(chǎn)的一款采用離子注入工藝生產(chǎn)的壓力傳感器，其壓敏電阻元件是利用離子注入工藝光刻在單個(gè)硅膜片上，同時(shí)采用計(jì)算機(jī)控制的激光修正技術(shù)和溫度補(bǔ)償技術(shù)，使得MPX5050GP壓力傳感器精度極高，具有廣泛的應(yīng)用范圍。心臟收縮信號隨著袖帶壓力的減小先減小再增大。 如下圖（圖32）： 圖 32 脈搏波的幅度變化 心電模塊設(shè)計(jì) 心電模塊由電極采集到心電信號，先通過前置放大，將微弱的心電信號高保真放大，再通過低通濾波、高通濾波器及 50Hz帶阻濾波除干擾，最后進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換。但是，采集 心電信號過程 中，必須設(shè)法消除或降低來自交流 市電共模電壓的干擾，工程上常用 “ 右腳驅(qū)動(dòng) ” 的方法來消除，因此這里我們使用 3個(gè)電極來提取心電信號，即左右手和右腳 。 前置放大電路由 輸入跟隨 、儀用放大器 、 右腿浮地驅(qū)動(dòng)等 3部分組成 濾波電路中，低通濾波器采用歸一化設(shè)計(jì)的 BUTTERWORTH四階低通 濾波，截止頻率 fh為 100Hz。 50Hz陷波電路中采用 “ 雙 T帶阻濾波 ” 電路來濾除工頻 干擾 。 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 第 4 章 便攜式體檢儀軟件 設(shè)計(jì) 對便攜式體檢儀的軟件設(shè)計(jì)主要分 3個(gè)部分進(jìn)行。 交互界面的設(shè)計(jì) 交互界面由底層顯示驅(qū)動(dòng)、界面跳轉(zhuǎn) 、使用提示幫助 等 部分組成 。在字符顯示函數(shù)基礎(chǔ)上構(gòu)建字符串顯示函數(shù)，浮點(diǎn)數(shù)顯示函數(shù)。 在本設(shè)計(jì)中，主要設(shè)計(jì)了歡迎界面、功能選擇界面以及各個(gè)參數(shù)測量時(shí)的工作界面。 用戶輸入交互 用戶鍵盤采用了矩陣式鍵盤，在程序設(shè)計(jì)時(shí)候通過矩陣掃描實(shí)現(xiàn)按鍵信息的錄入。 本設(shè)計(jì)中，采用定時(shí)器作為矩陣鍵盤功能的基礎(chǔ)，通過掃描采集按鍵信息，通過延時(shí)消抖處理得出確切的按鍵信息， 再 將按鍵信息編碼傳入公共變量。 其他功能模塊程序設(shè)計(jì) 身高功能模塊：程序設(shè)計(jì)中將定時(shí)器定時(shí)周期設(shè)置成為 125us產(chǎn)生 80kHz為周期的中斷信號，當(dāng)進(jìn)入中斷后，將超聲波控制器輸出電平標(biāo)記值取反 。 在模塊工作時(shí)先使能超聲波發(fā)送，并記下發(fā)送時(shí)刻，當(dāng)接收到超聲波中斷后記下接收時(shí)刻，將兩個(gè)時(shí)刻相減得出傳輸時(shí)間，通過計(jì)算得到測量的身高。 體溫模塊：體溫的測量直接通過將 AD590得到的電壓信號進(jìn)行 A/D采樣后得到體溫的溫度值，經(jīng)過計(jì)算后修正得到準(zhǔn)確的體溫值。再使能 940nm光模塊工作，測量出相應(yīng)硅光電池信號值。 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 肺活量模塊：肺活量測量過程中將 MPX5010DP測試的信號進(jìn)行濾波處理后進(jìn)行積分運(yùn)算，通過程序計(jì)算出結(jié)果即是肺活量值。 心電模塊：通過將測得的信號進(jìn)行實(shí)時(shí)采用記錄，并移送顯示得出心電圖，通過程序控制實(shí)時(shí)采樣保證心電圖準(zhǔn)確。隨著人們對健康的關(guān)注度越來越高， 國家對醫(yī)療事業(yè)越來越重視，該便攜式體檢箱將有很廣的應(yīng)用前景 本文的創(chuàng)新點(diǎn)在于集 成了多項(xiàng)測量人體生理數(shù)據(jù)功能于一體，應(yīng)用液晶彩屏顯示，并 將結(jié)果保 存，非常人性化 。 本系統(tǒng)由 STM32 作為主控，在設(shè)計(jì)的過程中遇到各種相關(guān)的問題，在此過程中讓個(gè)人的知識得到 充分的應(yīng)用。 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 參考文獻(xiàn) [1]王峰 ，葛立峰 ． 一種高精度超聲波測距系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [J]． 計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展 ， 2020,18（ 1）：229236 [2]張丹，賀西平，張峰 ． 凌陽 SPCE061A 單片機(jī)超聲波測距系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [J]． 陜西師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2020,35（ 4）： 5557 [3]周峰 ． 大范圍血氧飽和度無創(chuàng)檢測的方法及模型研究 [D]． 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 ， 2020 [4]朱大緩，葛育華，汪公社 ． 便攜式心電檢測放大電路設(shè)計(jì) [J]． 醫(yī)療衛(wèi)生裝備 ， 2020,29（ 5）： 2123 [5]代少升，張躍孫，張和君 ． 便攜式遠(yuǎn)程心電實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)儀研制 [J]． 醫(yī)療衛(wèi)生設(shè)備， 2020,27（ 9）： 12 [6]黃敏松 ， 行鴻彥 ， 劉建成 ． ECG監(jiān)護(hù)前置放大電路設(shè)計(jì) [J]． 現(xiàn)代電子技術(shù) ， 2020,16:187189 [7]Winter B B,Webster J G． Drivenrightleg Circuit Design． IEEE T ，BME30： 6266 [8]鄭國軍 ， 戴巧琪 ， 肖德瑞，等 ． 基于 STM32 的便攜式體檢裝置 設(shè)計(jì) [J]． 醫(yī)學(xué)信息 ， 2020，12（ 8）： 19891991 [9] 趙廣濤 ． 基于 超聲波傳感器的測距系統(tǒng) 設(shè)計(jì) ． 微計(jì)算機(jī)信息， 2020 [10]Yam R C M， Tse P W， Li L,Tu predictive decision support system for conditionbased maintenance[J].International Journal of Advanced Manufacturing Technology，2020,17（ 5） 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 致 謝 這篇論文是在 老師的多次指導(dǎo)下完成的。在這篇論文的寫作過程中，王老師不辭辛勞，多次與我就論文中許多核心問題作深入細(xì)致地探討，給我提出切實(shí)可行的指導(dǎo)性建議，并細(xì)心全面地修改了我的論文。更重要的是 老師在指導(dǎo)我的論文的過程中，始終踐行著“授人以魚，不如授之以漁”的原則。在此，請?jiān)试S我向尊敬的 老師表示 真摯的謝意！ 轉(zhuǎn)眼間，我已經(jīng)在美麗的長春理工大學(xué)度過了四個(gè)年頭。他們使我堅(jiān)定了人生的方向，獲得了追求的動(dòng)力，留下了大學(xué)生活的美好回憶。 我要感謝我的家人， 焉得諼草，言樹之背，養(yǎng)育之恩，無以回報(bào)， 你們永遠(yuǎn)健康快樂是我最大的心愿 ， 你們 的支持與情感，是我永遠(yuǎn)的